柴油机燃油喷射系统电子控制的功能和结构原理.doc

柴油机燃油喷射系统电子控制的功能和结构原理
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发布人:寿建华发布时间:2010-11-25 11:12
晓青
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近年来,车用柴油机的关键技术都有很多突破性的发展。燃油喷射系统是影响燃烧过程的重要因素,高压直喷系统和共轨系统都使柴油机的燃油经济性和排放性能有很大改善。废气再循环和催化器改善了柴油机的各项排放。发动机管理系统对喷油和进气过程进行综合控制,保证发动机能够在保持良好的动力性基础上,燃油经济性和排放性能都能达到最优,同时降低振动和噪音。

近些年来,能源危机和生态环境污染问题是全世界人们关注的焦点。随着汽车和动力机械的保有量不断增加,汽车排放的有害气体和微粒已超过工业污染物的排放量而成为一大公害,人们对这两个问题越来越重视,各国都相继制定了越来越严格的汽车排放规定。随着社会的发展,人们对汽车的经济性和舒适性要求也越来越高。迫于各方面的压力,人们开始寻找新的途径来解决降低排放和油耗问题。其中排气净化和节能是决定汽车能否继续生存发展的两大课题。这样内燃机的电子控制技术就蓬勃发展起来。传统的柴油机是采用机械控制系统来控制柴油机的喷油正时和喷油量,也具有优越的控制性能。燃油喷射系统是影响缸内燃烧过程的关键因素,对车用柴油机的动力性、经济性和排放性能都有重要影响。柴油机不仅随着转速改变喷油量和喷油时间相应改变,而且随着负荷的变化采用复杂的控制模型对温度、进气压力等参数进行补偿控制。要改善柴油机缸内燃烧,燃油喷射系统一方面要有理想的喷射速率特性,另一方面要提高喷射压力。传统的喷射系统由于结构和原理等限制,不能同时达到这两个要求。
在传统的喷射系统基础上首先发展起来的电控喷射系统是位置控制系统,称之为第一代电控喷射系统,而基于电磁阀的时间控制系统则称为第二代电控喷射系统。第三代电控系统——高压共轨系统被世界内燃机行业公认为20世纪三大突破之一,将成为21世纪柴油机燃油系统的主流。
第一代位置控制系统:位置控制系统不仅保留了传统的泵-管-嘴系统,还保留了原喷油泵中的齿条、滑套、柱塞上的斜槽等控制油量的机械传动机构,只是对齿条或者滑套的运动位置予以电子控制。日本Denso公司的ECD-V1,德国***公司的EDC和日本Zexel公司的COVEC等都属于位置控制的电控分配泵系统。日本Zexel公司的COPEC,德国***公司的EDR系统和美国Caterpillar公司的PEEC系统等都属于位置控制的电控直列泵系统。
第二代时间控制系统:时间控制系统是用高速强力电磁阀直接控制高压燃油,一般情况下,电磁阀关闭,开始喷油;电磁阀打开,喷油结束。喷油始点取决于电磁阀关闭时刻,喷油量取决于电磁阀关闭的持续时间。传统喷油泵中的齿条、滑套、柱塞上的斜槽和提前期等全部取消,对喷射定时和喷射油量控制的自由度更大。日本Zexel公司的Model-1电控分配泵,美国Detroit公司的DDEC电控泵喷嘴、德国***公司的EUP13电控单体泵都属于时间控制系统。我国专家欧阳明高和丹麦Sorenson研制的“泵-管-阀